长寿命抗磨电机轴承润滑脂的使用性能考察

赵 军，刘 婕，王美川，王树雷，高 峰，郑 晔

(1.北京航空工程技术研究中心，北京 100076；2.中国石化润滑油有限公司合成油脂分公司)

СЭДА(塞达)润滑脂是俄罗斯20世纪末研制的新型电机轴承润滑脂，也是目前俄罗斯使用的高性能电机轴承润滑脂，该润滑脂具有较好的高低温性能和抗磨性能，可替代俄罗斯多种润滑脂[1]。我国部分电机也在使用该润滑脂。

目前国内使用的电机轴承润滑脂在抗磨性及高温寿命等方面不具备与赛达润滑脂相当的性能。延长维护周期，减少轴承磨损，对于电机轴承的使用具有积极的意义，但也对电机轴承润滑脂的性能，特别是高低温性能以及抗磨性能提出了更高的要求。因此，研究人员前期进行了长寿命抗磨轴承润滑脂的研制，目的是开发一种具有较高的机械安定性和热安定性、良好的抗磨损性能和抗擦伤性能的电机轴承用润滑脂，性能高于或相当于俄罗斯塞达润滑脂，替代俄罗斯多种电机轴承润滑脂，延长维护周期，提高电机保障能力，简化润滑脂品种，拟用于多种电机轴承用脂部位。

前期经过配方研究，采用高温稠化剂稠化合成油并添加多种复合添加剂制备了长寿命抗磨电机轴承润滑脂(简称研制脂)，整体理化性能优于塞达润滑脂[2]。2015年，在某型交流发电机上进行了台架试验，内容包括：低温试验、高温试验、温度冲击试验和耐久性试验等。耐久性试验时间周期为600 h。在完成600 h规定周期的试验后，为进一步验证研制脂的使用性能，在电机不更换润滑脂的情况下，继续进行了300 h耐久性试验，实际耐久性试验共进行了900 h。试验结果表明，研制脂可以满足该交流发电机900 h的维护要求。

在研制脂通过该型交流发电机900 h台架试验后，有必要对该产品开展实际使用检验工作。实际使用工况条件与台架试验条件不同，实际使用工况较台架试验更复杂，实际使用中，电机不可能一直工作，而是处于工作与不工作的交替使用环境，润滑脂在电机中的存储时间也更长，电机功率也是不断变化的，也就是说，实际使用工况不仅是考察润滑脂的轴承使用性能，也是对该润滑脂与电机金属材料、非金属材料相容性、防护性能、储存安定性等性能的全面检验。为了进一步确定该研制脂的实际应用效果，本研究对实际使用518 h的研制脂(简称518 h试验脂)与未使用的研制脂进行相关分析测试，以确定实际使用试验对润滑脂结构和性能的影响。

1 实 验

1.1 试验油样

使用试验的电机密封方式为迷宫密封，取样时使用试验还在进行中，电机中的润滑脂工作了518 h。因此，从迷宫观察口获得的研制脂实际使用时间为518 h。

研制脂和塞达润滑脂的主要性能见表1，本次试验油样为未使用的研制脂和518 h试验脂。

表1 研制脂和塞达润滑脂的主要性能

1.2 仪 器

傅里叶变换红外光谱仪：德国布鲁克公司产品，型号TENSOR-27；高压差热扫描(PDSC)仪：德国耐驰公司产品，型号DSC-204HP；高频线性振荡试验(SRV)微振动试验机：德国Optimol公司产品，型号SRV-4。

1.3 试验方法

对518 h试验脂与未使用的研制脂进行红外光谱、PDSC和SRV的对比试验分析。PDSC试验参照SHT 0790方法，试验条件为：氧气流速为100 mLmin，压力为3.5 MPa，220 ℃恒温，润滑脂加量为2 mg。SRV试验使用SHT 0721方法，试验条件为：负荷200 N，温度50 ℃，时间120 min，频率50 Hz，冲程1 mm。

2 结果与讨论

红外光谱可用于检测研制脂使用前后抗氧化性能的变化情况。图1为518 h试验脂与未使用研制脂的红外光谱。从图1红外光谱吸收峰来看[3]，抗氧剂有所变化。长寿命抗磨电机轴承润滑脂使用了复合抗氧剂，未使用的研制脂中含有低温抗氧剂和高温抗氧剂，抗氧剂以氢键缔合的形式存在，在3 200～3 500 cm-1波段形成抗氧剂的氢键缔合谱峰。经518 h使用后，部分抗氧剂参与了抗氧化作用而被消耗，剩余了部分抗氧剂，并仍然以氢键缔合的形式存在，因此，518 h试验脂在3 200～3 500 cm-1波段仍存在吸收峰[4]，这将使其在后续工作时继续发挥抗氧化的作用，保证润滑脂可以工作更长的时间。

图1 518 h试验脂和未使用研制脂的红外光谱对比 —518 h试验脂； —未使用研制脂

图2和图3分别为518 h试验脂与未使用研制脂在220 ℃、3.5 mPa条件下的PDSC氧化诱导期。由图2和图3可见，518 h试验脂的氧化诱导期为86.4 min，未使用研制脂的氧化诱导期为83.4 min，二者相当，说明研制脂实际使用518 h后仍具有优异的抗氧化性能。

图2 518 h试验脂的PDSC氧化诱导期

图3 未使用研制脂的PDSC氧化诱导期

SRV试验可以考察润滑脂的抗磨性能。表2为518 h试验脂与未使用研制脂的SVR试验结果，可以看出，相比未使用的研制脂，518 h试验脂作用下的SRV磨斑直径略有增加，但变化不大，说明研制脂使用前后的抗磨性能整体变化不大。

表2 使用前后的润滑脂抗磨性能比较

将研制脂与赛达润滑脂及国内3种常用的润滑脂进行对比，表3为各种润滑脂的SRV数据对比，表4为赛达润滑脂与研制脂的PDSC氧化诱导期。由表3和表4可见：与未使用研制脂相比，518 h试验脂的抗氧化性能几乎没有变化，抗磨性能略差；但与赛达润滑脂以及国内7014润滑脂、7031A润滑脂和936润滑脂相比，518 h试验脂的抗磨性能仍优于这4种润滑脂，抗氧化性优于赛达润滑脂，说明使用后的研制脂仍具有优异的抗氧化性能和抗磨性能，润滑脂品质优良。

表3 各润滑脂的SRV试验数据对比

表4 赛达润滑脂与研制脂的PDSC氧化诱导期

3 结 论

(1)研制脂中的抗氧剂以氢键断裂的形式以抵抗润滑脂的氧化，518 h试验脂中的抗氧剂仍有部分以非氢键的形式存在，可保证润滑脂后续工作更长的时间。

(2)PDSC试验结果表明，研制脂经518 h使用后，氧化诱导期与未使用研制脂的氧化诱导期相当。

(3)研制脂抗磨性能优于俄罗斯进口赛达润滑脂以及国内7014润滑脂、7031A润滑脂和936润滑脂。

(4)研制脂在经过518 h的使用后仍具有优异的抗氧化性能和抗磨性能。